Метрология, стандартизация и сертификация

Тема 2. Контрольные вопросы по курсу | назад | оглавление | вперёд |

Приведенные ниже вопросы для самоконтроля знаний составлены с целью оказания помощи студентам в самостоятельном изучении материала настоящего курса. Они охватывают его основное содержание и сгруппированы в соответствии с разделами программы курса. Жирным шрифтом выделены наиболее важные разделы курса, глубокое усвоение которых является необходимым условием успешного освоения курса. Мелким шрифтом обозначены разделы курса, о которых студенты должны иметь представление. Остальные вопросы являются менее важными, но необходимыми в подготовке специалистов в области телекоммуникаций.
Часть 1. МЕТРОЛОГИЯ
1. Предмет и задачи метрологии [1. С. 6-20]
1.1. Метрология - наука об измерениях. Основные задачи метрологии. Роль метрологии в системах телекоммуникаций.
1.2. Метрологическая служба. Задачи, выполняемые государственной метрологической службой. Структура ведомственной метрологической службы.
1.3. Понятие об измерении. Физическая величина, истинное значение, неопределенность, неопределенность измерения и действительное значение физической величины.
1.4. Основные элементы процесса измерений: объект измерения, средства измерений, метод и условия измерений.
1.5. Единство измерений. Обеспечение единства измерений.
1.6. Классификация измерений по способу нахождения числового значения измеряемой величины: прямые, косвенные, совместные и совокупные измерения.
1.7. Классификация методов измерений. Методы непосредственной оценки и сравнения с мерой. Виды методов сравнения с мерой: противопоставления, дифференциальный, нулевой (метод компенсации), замещения, совпадения.
1.8. Основные единицы физических величин, применяемых в электросвязи и электронике. Международная система единиц СИ. Внесистемные логарифмические единицы измерения.
1.9. Классификация мер измерения: первичный и вторичный эталоны, эталон-копия, рабочий эталон. Образцовые средства измерений, их назначение.
2. Неопределенность (погрешность) измерения и математическая обработка результатов измерений [1.С. 60-84; 2. С. 35-53]
2.1. Классификация неопределенностей по форме выражения: абсолютные неопределенности, относительные неопределенности. Точность измерений.
2.2. Классификация неопределенностей по причине возникновения:
объективные и субъективные неопределенности, неопределенности метода, инструментальные неопределенности.
2.3. Классификация неопределенностей по закономерности проявления: случайные и систематические неопределенности, грубые неопределенности (промахи).
2.4. Случайные неопределенности и вызывающие их факторы. Законы распределения случайных неопределенностей, основные параметры законов распределения. Нормальный закон распределения и его параметры. Закон распределения Стьюдента.
2.5. Оценка случайных неопределенностей прямых равноточных измерений. Среднее арифметическое значение ряда наблюдений, среднее квадратическое отклонение результата однократного наблюдения, среднее квадратическое отклонение результата измерений (среднего арифметического значения). Понятия доверительного интервала и доверительной вероятности, предельной неопределенности.
2.6. Классификация систематических неопределенностей по причинам возникновения, по характеру проявления. Методы обнаружения и исключения систематических неопределенностей измерения.
2.7. Правила суммирования случайных и систематических неопределенностей. Критерий ничтожной неопределенности.
2.8. Неопределенности косвенных измерений. Оценка систематических и случайных неопределенностей косвенных измерений.
2.9. Обработка результатов прямых измерений. Формы представления результатов измерений.
3. Средства измерений, способы нормирования и оценки инструментальных неопределенностей [1. С. 21-42; 2. С. 30-34; 3. С. 18-30]
3.1. Классификация средств измерений: мера, измерительный преобразователь, измерительный прибор, измерительная установка, измерительная система.
3.2. Метрологические характеристики средств измерений.
3.3. Нормирование инструментальных неопределенностей, классы точности средств измерений.
3.4. Оценка инструментальных неопределенностей по метрологическим характеристикам.
4. Основные положения цифровых методов измерения [1. С. 43-59]
4.1. Преобразование информации в цифровых средствах измерений. Дискретизация и квантование измеряемых величин.
4.2. Основные методы построения аналого-цифровых преобразователей. Структура построения цифровых измерительных приборов.
4.3. Источники неопределенностей аналого-цифровых преобразователей. Неопределенности квантования.
Часть 2. ОБЩИЕ ЭЛЕКТРОРАДИОИЗМЕРЕНИЯ
5. Измерение тока, напряжения и мощности [1. С. 85-143; 2. С. 54-142; 4. С. 152-224]
5.1. Методы измерения тока и напряжения: метод непосредственной оценки, метод сравнения. Компенсационный метод измерения напряжения. Основные требования к вольтметрам и амперметрам.
5.2. Характеристики измеряемых величин: мгновенное, пиковое, среднеквадратическое, среднее и средневыпрямленное значения тока и напряжения. Коэффициенты амплитуды, формы и усреднения.
5.3. Магнитоэлектрические, электромагнитные, электродинамические и электростатические измерительные механизмы, амперметры и вольтметры на их основе. Принцип действия, свойства, области применения.
5.4. Термоэлектрические и выпрямительные амперметры и вольтметры. Принцип действия, области применения.
5.5. Основные и дополнительные неопределенности электромеханических измерительных приборов.
5.6. Аналоговые электронные вольтметры. Структурные схемы, свойства, области применения.
5.7. Электронные вольтметры пикового, средневыпрямленного и среднеквадратического значений. Импульсные вольтметры. Градуировка вольтметров и амперметров.
5.8. Селективные вольтметры. Структурные схемы. Области применения.
5.9. Принципы построения цифровых вольтметров. Типы цифровых вольтметров, особенности их построения, метрологические характеристики.
5.10. Измерение мощности. Понятия мгновенной, средней и импульсной мощности. Основные методы измерения мощности.
5.11. Измерение мощности в цепях постоянного тока и переменного тока промышленной частоты.
5.12. Методы измерения мощности на высоких и сверхвысоких частотах.
5.13. Калориметрический, терморезисторный и термоэлектрический методы измерения мощности.
6. Генераторы измерительных сигналов [1. С. 144-165; 2. С. 143-170; 3. С. 96-119; 4. С. 369-403]
6.1. Назначение, классификация и основные метрологические характеристики измерительных генераторов.
6.2. Измерительный генератор синусоидальных сигналов звуковых частот. Структурная схема, метрологические характеристики.
6.3. Структурные схемы генераторов высоких и сверхвысоких частот.
6.4. Генераторы импульсных сигналов и сигналов специальной формы. Виды генераторов, области применения, структурная схема.
6.5. Генераторы шумовых сигналов. Области применения, принципы действия, структурная схема.
7. Наблюдение и анализ формы электрических сигналов [1. С. 166-205; 2. С. 176-213; 4. С. 54-103]
7.1. Электронные осциллографы. Назначение, классификация, структурная схема с аналоговым преобразованием сигнала, основные метрологические характеристики.
7.2. Внутренний генератор линейной развертки осциллографа. Назначение, Параметры напряжения развертки пилообразной формы, основные требования. Непрерывный и ждущий режимы работы.
7.3. Синхронизация генератора линейной развертки. Задачи синхронизации, особенности синхронизации непрерывной и ждущей разверток.
7.4. Внешние развертки осциллографа. Виды развертки, способы получения, области применения.
7.5. Калибраторы амплитуды и длительности осциллографа. Назначение, основные требования.
7.6. Исследование формы и измерение временных параметров сигнала с помощью осциллографа. Источники неопределенностей измерения. Оценка неопределенности измерения.
8. Измерение частотно-временных параметров и анализ спектра сигналов [1. С. 206-242; 2. С. 252-276, 227-238, 213-220;4. С. 104-152; 225-260]
8.1. Классификация методов измерения частоты: методы непосредственной оценки и методы сравнения. Сравнительная оценка методов.
8.2. Резонансный метод измерения частоты. Сущность метода, схема резонансного частотомера, область применения, источники неопределенности.
8.3. Осциллографические методы измерения частоты с использованием синусоидальной (по фигурам Лиссажу) и круговой развертки. Сущность методов, области применения, источники неопределенности.
8.4. Гетеродинный метод измерения частоты. Сущность метода. Упрощенная структурная схема гетеродинного частотомера (волномера), область применения, источники неопределенностей.
8.5. Измерение частоты методом дискретного счета. Сущность метода, структурная схема электронно-счетного частотомера, источники неопределенностей.
8.6. Измерение временных интервалов методом дискретного счета. Сущность метода, структурная схема электронно-счетного измерителя интервалов времени, источники неопределенностей.
8.7. Осциллографические методы измерения фазового сдвига гармонических сигналов: по осциллограммам сигналов (линейная развертка), с помощью синусоидальной и круговой разверток. Источники неопределенностей.
8.8. Измерение сдвига фаз методом, основанным на преобразовании фазового сдвига в интервалы времени между импульсами и далее в напряжение. Сущность метода, структурная схема, источники неопределенностей.
8.9. Компенсационный метод измерения сдвига фаз. Сущность метода, источники неопределенности.
8.10. Цифровой фазометр. Принцип действия, обобщенная структурная схема, источники неопределенности.
8.11. Анализ спектра сигналов. Понятие о спектре сигналов. Методы анализа.
8.12. Фильтровые методы анализа спектра. Анализаторы спектра последовательного действия: структурная схема, принцип действия, метрологические характеристики.
8.13. Дисперсионный временной метод. Принцип действия, структурная схема дисперсионного анализатора спектра, метрологические характеристики.
9. Измерение параметров компонентов и цепей с сосредоточенными и распределенными параметрами [1. С. 243-286; 2. С. 327-344, 370-375, 404-413; 4. С. 308-337]
9.1. Классификация методов и приборов для измерения цепей с сосредоточенными параметрами.
9.2. Прямые измерения параметров компонентов. Омметры для измерения резисторов с малым и большим сопротивлением.
9.3. Косвенные измерения компонентов и цепей. Метод вольтметра и амперметра. Сущность метода, области применения, источники неопределенностей измерения.
9.4. Мостовые методы измерения параметров цепей. Функциональные схемы мостовых измерителей для постоянного и переменного токов, уравнение баланса моста, источники неопределенностей.
9.5. Резонансный метод измерения параметров компонентов и цепей. Функциональная схема измерителя добротности (куметра), принцип действия, области применения, источники неопределенности.
9.6. Цифровой измеритель сопротивления резисторов и емкости конденсаторов. Функциональная схема, принципы действия, источник неопределенностей.
9.7. Цифровой измеритель добротности. Функциональная схема, принцип действия, источники неопределенностей.
9.8. Особенности измерения параметров компонентов и цепей с распределенными параметрами. Измерительная линия: основные элементы, их назначение, режимы работы измерительной линии.
9.9. Измерение коэффициента стоячей волны и коэффициента отражения с помощью измерительной линии, рефлектометры.
9.10. Измерение амплитудно-частотных характеристик (АЧХ). Структурная схема измерителя АЧХ с осциллографическим индикатором, принцип действия, источники неопределенностей.
Часть 3. ИЗМЕРЕНИЯ В СИСТЕМАХ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ
10. Измерения в сетях связи и системах коммутации. [1. С. 278-287, 297-310; 2. С. 11, 12, 100-111, 221-226, 277-297, 345-366, 386-404; 3. С. 161-176]
10.1. Измерение уровней сигналов. Широкополосные и избирательные измерители уровней. Структурная схема, области применения. источники неопределенностей.
10.2. Измерение ослабления (затухания) и усиления четырехполюсников. Общее понятие ослабления четырехполюсника. Виды ослабления четырехполюсника.
10.3. Методы измерения рабочего ослабления, рабочего усиления, вносимого ослабления и собственного ослабления четырехполюсника. Схема измерения, источники неопределенностей измерения.
10.4. Измерение несогласованности и балансного ослабления: понятие, схемы измерения, нормы для воздушных и кабельных линий связи, источники неопределенностей измерения.
10.5. Измерение нелинейных искажений методом гармонического анализа. Определение коэффициента гармоник и коэффициента нелинейных искажений. Методы измерения. Измеритель нелинейных искажений: структурная схема измерителя, принцип действия, источники неопределенности.
10.6. Виды повреждений на линиях связи. Методы определения характера повреждений. Схемы измерения на постоянном и переменном токе.
10.7. Определение расстояния до места повреждения на линиях связи. Импульсный рефлектометр: принцип действия, неопределенности измерения.
11. Измерения в автоматических системах коммутации [1. С. 287-297]
11.1. Цели и задачи измерений. Классификация измерений.
11.2. Принципы измерения параметров телефонной нагрузки и потерь в сетях электросвязи. Методы измерения обслуженной нагрузки и вероятности потерь.
11.3. Организация измерений на сети. Определение объема измерений. Структурные схемы основных измерительных приборов.
12. Автоматизация измерений [1. С. 356-382; 4. С. 403-430]
12.1. Основные направления автоматизации измерений. Классификация информационно-измерительных систем.
12.2. Основные принципы построения информационно-измерительных систем на основе Государственной системы приборов.
12.3. Стандартные интерфейсы измерительных систем: структуры интерфейсов, основные характеристики интерфейсов КАМАК и МЭК.
Часть 4. ОСНОВЫ СТАНДАРТИЗАЦИИ
13. Государственная система стандартизации. Международная стандартизация [1. С. 383-413]
13.1. Основные понятия и определения в области стандартизации. Цели и задачи стандартизации. Органы и службы стандартизации. Связь стандартизации и метрологии.
13.2. Основные системы стандартов в радиоэлектронике и связи. Основополагающие стандарты в области метрологического обеспечения.
13.3. Органы и службы стандартизации. Госстандарт России, его службы и организации. Службы стандартизации министерств и ведомств.
13.4. Международная организация по установлению единых норм, требований и методов испытаний оборудования связи.

14. Основы сертификации [8. С. 105-128].
14.1 Сущность и проведение сертификации, правовые основы сертификации, международная и экологическая сертификация
14.2 Сертификации в отрасли «Связь»

назад | оглавление | вперёд